Читайте данную работу прямо на сайте или скачайте
Компьютерные Вирусы. Программа-полифаг Aidstest
Елабужский Государственный Педагогический Университет
Раздел "компьютерные вирусы" в информационной прессе в настоящее время буквально пестрит разнообразными сообщениями о появлении новых разновидностей вирусных инфекций (в дальнейшем - просто "вирусы"). Но рядом с такими сообщениями всегда рисуется реклама средств активной и пассивной борьбы с вирусами, приводятся рекомендации по предохранению от заражения и леденящие душу описания последствий и симптомов "заболевания". Распространение компьютерных вирусов приобрело такие масштабы, что практически любому пользователю хоть раз в жизни пришлось столкнуться с вирусом на своем компьютере. Количество известных вирусов исчисляется тысячами (по подсчетам экспертов в настоящее время существует около 3 тысяч вирусов), хакеры постоянно пишут новые, самоутверждаясь в своих глазах. Надо заметить, что такой способ самоутверждения сильно напоминает привычку писать на заборах, весьма распространенную в определенных кругах. Но это вопрос более этики, чем технологии. Борцы с вирусами идут по пятам их разработчиков. Рынок антивирусных программ в настоящее время выходит на первое место по объему, по крайней мере по числу продаваемых копий программ. Именно поэтому фирмы стали включать антивирусные средства в комплекты программ или операционных систем.
1.1. Что такое компьютерные вирусы
Сейчас применяются персональные компьютеры, в которых пользователь имеет свободный доступ ко всем ресурсам машины. Именно это открыло возможность для опасности, которая получила название компьютерного вируса.
Что такое компьютерный вирус? Формальное определение этого понятия до сих пор не придумано, и есть серьезные сомнения, что оно вообще может быть дано. Многочисленные попытки дать современное определение вируса не привели к спеху. Чтобы почувствовать всю сложность проблемы, попробуйте к примеру, дать определение понятия лредактор. Вы либо придумаете нечто очень общее, либо начнете перечислять все известные типы редакторов. И то и другое вряд ли можно считать приемлемым. Поэтому мы ограничимся рассмотрением некоторых свойств компьютерных вирусов, которые позволяют говорить о них как о некотором определенном классе программ.
Прежде всего вирус - это программа. Такое простое тверждение само по себе способно развеять множество легенд о необыкновенных возможностях компьютерных вирусов. Вирус может перевернуть изображение на вашем мониторе, но не может перевернуть сам монитор. К легендам о вирусах-убийцах, луничтожающих операторов посредством вывода на экран смертельной цветовой гаммы 25-м кадром также не стоит относиться серьезно. К сожалению, некоторые авторитетные издания время от времени публикуют самые свежие новости с компьютерных фронтов, которые при ближайшем рассмотрении оказываются следствием не вполне ясного понимания предмета.
Вирус - программа, обладающая способностью к самовоспроизведению. Такая способность является единственным средством, присущим всем типам вирусов. Но не только вирусы способны к самовоспроизведению. Любая операционная система и еще множество программ способны создавать собственные копии. Копии же вируса не только не обязаны полностью совпадать с оригиналом, но и могут вообще с ним не совпадать!
Вирус не может существовать в полной изоляции: сегодня нельзя представить себе вирус, который не использует код других программ, информацию о файловой структуре или даже просто имена других программ. Причина понятна: вирус должен каким-нибудь способом обеспечить передачу себе правления.
2. Классификация вирусов
В настоящее время известно более 5 программных вирусов, их можно классифицировать по следующим признакам:
В зависимости от среды обитания вирусы можно разделить на сетевые, файловые, загрузочные и файлово-загрузочные. Сетевые вирусы распространяются по различным компьютерным сетям. Файловые вирусы внедряются главным образом в исполняемые модули, т. е. в файлы, имеющие расширения COMа и EXE. Файловые вирусы могут внедряться и в другие типы файлов, но, как правило, записанные в таких файлах, они никогда не получают правление и, следовательно, теряют способность к размножению. Загрузочные вирусы внедряются в загрузочный сектор диска (Boot-сектор) или в сектор, содержащий программу загрузки системного диска (Master Boot Re-cord). Файлово-загрузочные вирусы заражают как файлы, так и загрузочные сектора дисков.
По способу заражения вирусы делятся на резидентные и нерезидентные. Резидентный вирус при заражении (инфицировании) компьютера оставляет в оперативной памяти свою резидентную часть, которая потом перехватывает обращение операционной системы к объектам заражения (файлам, загрузочным секторам дисков и т. п.) и внедряется в них. Резидентные вирусы находятся в памяти и являются активными вплоть до выключения или перезагрузки компьютера. Нерезидентные вирусы не заражают память компьютера и являются активными ограниченное время.
По степени воздействия вирусы можно разделить на следующие виды:
а или звуковых эффектах
По особенностям алгоритма вирусы трудно классифицировать из-за большого разнообразия. Простейшие вирусы - паразитические, они изменяют содержимое файлов и секторов диска и могут быть достаточно легко обнаружены и ничтожены. Можно отметить вирусы-репликаторы, называемые червями, которые распространяются по компьютерным сетям, вычисляют адреса сетевых компьютеров и записывают по этим адресам свои копии.
Известны вирусы-невидимки, называемые стелс-вирусами, которые очень трудно обнаружить и обезвредить, так как они перехватывают обращения операционной системы к пораженным файлам и секторам дисков и подставляют вместо своего тела незараженные частки диска. Наиболее трудно обнаружить вирусы-мутанты, содержащие алгоритмы шифровки-расшифровки, благодаря которым копии одного и того же вируса не имеют ни одной повторяющейся цепочки байтов. Имеются и так называемые квазивирусные или троянские программы, которые хотя и не способны к самораспространению, но очень опасны, так как, маскируясь под полезную программу, разрушают загрузочный сектор и файловую систему дисков.
Теперь поподробнее о некоторых из этих групп.
2.1. Загрузочные вирусы
Рассмотрим схему функционирования очень простого загрузочного вируса, заражающего дискеты.
Что происходит, когда вы включаете компьютер? Первым делом правление передается программе начальной загрузки, которая хранится в постоянно запоминающем стройстве (ПЗУ) т.е. ПНЗ ПЗУ.
Эта программа тестирует оборудование и при спешном завершении проверок пытается найти дискету в дисководе А:
Всякая дискета размечена на т.н. секторы и дорожки. Секторы объединяются в кластеры, но это для нас несущественно.
Среди секторов есть несколько служебных, используемых операционной системой для собственных нужд (в этих сектораха не могут размещаться ваши данные). Среди служебных секторов нас интересуета сектор начальной загрузки (boot-sector).
В секторе начальной загрузки хранится информация о дискете - количество поверхностей, количество дорожек, количество секторов и пр. Но нас сейчас интересует не эта информация, а небольшая программа начальной загрузки (ПНЗ), которая должна загрузить саму операционную систему и передать ей правление.
Таким образом, нормальная схема начальной загрузки следующая:
ПНЗ (ПЗУ) - ПНЗ (диск) - СИСТЕМА
Теперь рассмотрим вирус. В загрузочных вирусах выделяют две части: голову и т.н. хвост. Хвост может быть пустым.
Пусть у вас имеются чистая дискета и зараженный компьютер, под которым мы понимаем компьютер с активным резидентным вирусом. Как только этот вирус обнаружит, что в дисководе появилась подходящая жертва - в нашем случае не защищенная от записи и еще не зараженная дискета, он приступает к заражению. Заражая дискету, вирус производит следующие действия:
Таким образом, голова вируса теперь первой получает правление, вирус станавливается в память и передает правление оригинальному загрузочному сектору. В цепочке
ПНЗ (ПЗУ) - ПНЗ (диск) - СИСТЕМА
появляется новое звено:
ПНЗ (ПЗУ) - ВИРУС - ПНЗ (диск) - СИСТЕМА
Мы рассмотрели схему функционирования простого бутового вируса, живущего в загрузочных секторах дискет. Как правило, вирусы способны заражать не только загрузочные секторы дискет, но и загрузочные секторы винчестеров. При этом в отличие от дискет на винчестере имеются два типа загрузочных секторов, содержащих программы начальной загрузки, которые получают правление. При загрузке компьютера с винчестера первой берет на себя правление программа начальной загрузки в MBR (Master Boot Record - главная загрузочная запись). Если ваш жесткий диск разбит на несколько разделов, то лишь один из них помечен как загрузочный (boot). Программа начальной загрузки в MBR находит загрузочный раздел винчестера и передает правление на программу начальной загрузки этого раздела. Код последней совпадает с кодом программы начальной загрузки, содержащейся на обычных дискетах, соответствующие загрузочные секторы отличаются только таблицами параметров. Таким образом, на винчестере имеются два объекта атаки загрузочных вирусов - программа начальной загрузки в MBR и программа начальной загрузки в бут-секторе загрузочного диска.
2.2. Файловые вирусы
Рассмотрим теперь схему работы простого файлового вируса. В отличие от загрузочных вирусов, которые практически всегда резидентны, файловые вирусы совсем не обязательно резидентны. Рассмотрим схему функционирования нерезидентного файлового вируса. Пусть у нас имеется инфицированный исполняемый файл. При запуске такого файла вирус получает управление, производит некоторые действия и передает правление хозяину
Какие же действия выполняет вирус? Он ищет новый объект для заражения - подходящий по типу файл, который еще не заражен. Заражая файл, вирус внедряется в его код, чтобы получить правление при запуске этого файла. Кроме своей основной функции - размножения, вирус вполне может сделать что-нибудь замысловатое (сказать, спросить, сыграть) - это же зависита от фантазии автора вируса. Если файловый вирус резидентный, то он становится в память и получит возможность заражать файлы и проявлять прочие способности не только во время работы зараженного файла. Заражая исполняемый файл, вирус всегда изменяет его код - следовательно, заражение исполняемого файла всегда можно обнаружить. Но, изменяя код файла, вирус не обязательно вносит другие изменения:
Наконец, к файловым вирусам часто относят вирусы, которые лимеют некоторое отношение к файлам, но не обязаны внедряться в их код.
Таким образом, при запуске любого файла вирус получает правление (операционная система запускает его сама), резидентно станавливается в память и передает правление вызванному файлу.
2.3. Загрузочно-файловые вирусы
Мы не станем рассматривать модель загрузочно-файлового вируса, ибо никакой новой информации вы при этом не знаете. Но здесь представляется добный случай кратко обсудить крайне популярный в последнее время загрузочно-файловый вирус OneHalf, заражающий главный загрузочный сектор (MBR) и исполняемые файлы. Основное разрушительное действие - шифрование секторов винчестера. При каждом запуске вирус шифрует очередную порцию секторов, а, зашифровав половину жесткого диска, радостно сообщает об этом. Основная проблема при лечении данного вируса состоит в том, что недостаточно просто далить вирус из MBR и файлов, надо расшифровать зашифрованную им информацию.
2.4. Полиморфные вирусы
Большинство вопросов связано с термином полиморфный вирус. Этот вид компьютерных вирусов представляется на сегодняшний день наиболее опасным. Объясним же, что это такое.
Полиморфные вирусы - вирусы, модифицирующие свой код в зараженных программах таким образом, что два экземпляра одного и того же вируса могут не совпадать ни в одном бите.
Такие вирусы не только шифруют свой код, используя различные пути шифрования, но и содержат код генерации шифровщика и расшифровщика, что отличает их от обычных шифровальных вирусов, которые также могут шифровать частки своего кода, но имеют при этом постоянный код шифровальщика и расшифровщика.
Полиморфные вирусы - это вирусы с самомодифицирующимися расшифровщиками. Цель такого шифрования: имея зараженный и оригинальный файлы, вы все равно не сможете проанализировать его код с помощью обычного дизассемблирования. Этот код зашифрована и представляет собой бессмысленный набор команд. Расшифровка производится самим вирусом же непосредственно во время выполнения. При этом возможны варианты: он может расшифровать себя всего сразу, а может выполнить такую расшифровку по ходу дела, может вновь шифровать же отработавшие частки. Все это делается ради затруднения анализа кода вируса.
2.5. Стелс-вирусы
В ходе проверки компьютера антивирусные программы считывают данные - файлы и системные области с жестких дисков и дискет, пользуясь средствами операционной системы и базовой системы ввода/вывода BIOS. Ряд вирусов, после запуска оставляют в оперативной памяти компьютера специальные модули, перехватывающие обращение программ к дисковой подсистеме компьютера. Если такой модуль обнаруживает, что программа пытается прочитать зараженный файл или системную область диска, он на ходу подменяет читаемые данные, как будто вируса на диске нет.
Стелс-вирусы обманывают антивирусные программы и в результате остаются незамеченными. Тем не менее, существует простой способ отключить механизм маскировки стелс-вирусов. Достаточно загрузить компьютер с не зараженной системной дискеты и сразу, не запуская других программ с диска компьютера (которые также могут оказаться зараженными), проверить компьютер антивирусной программой.
При загрузке с системной дискеты вирус не может получить правление и становить в оперативной памяти резидентный модуль, реализующий стелс-механизм. Антивирусная программа сможет прочитать информацию, действительно записанную на диске, и легко обнаружит вирус.
2.6. Троянские кони, программные закладки и сетевые черви
Троянский конь - это программа, содержащая в себе некоторуюа разрушающую функцию, которая активизируется при наступлении некоторого словия срабатывания. Обычно такие программы маскируются под какие-нибудь полезные тилиты. Вирусы могут нести в себе троянских коней или "троянизировать" другие программы - вносить в них разрушающие функции.
Троянские кони представляют собой программы, реализующие помимо функций, описанных в документации, и некоторые другие функции, связанные c нарушением безопасности и деструктивными действиями. Отмечены случаи создания таких программ с целью облегчения распространения вирусов. Списки таких программ широко публикуются в зарубежной печати. Обычно они маскируются под игровые или развлекательные программы и наносят вред пода красивые картинки или музыку.
Программные закладки также содержат некоторую функцию, наносящую щерб ВС, но эта функция, наоборот, старается быть как можно незаметнее, т.к. чем дольше программа не будет вызывать подозрений, тем дольше закладк сможет работать.
Если вирусы и лтроянские кони наносят щерб посредством лавинообразного саморазмножения или явного разрушения, то основная функция вирусов типа червь, действующих в компьютерных сетях, - взлом атакуемой системы, т.е. преодоление защиты с целью нарушения безопасности и целостности.
В более 80% компьютерных преступлений, расследуемых ФБР, "взломщики" проникают в атакуемую систему через глобальную сеть Internet. Когда такая попытка удается, будущее компании, на создание которой шли годы, может быть поставлено под грозу за какие-то секунды.
Этот процесс может быть автоматизирован с помощью вируса, называемого сетевой червь.
Червями называют вирусы, которые распространяются по глобальныма сетям, поражая целые системы, не отдельные программы. Это самый опасный вид вирусов, так как объектами нападения в этом случае становятся информационные системы государственного масштаба. С появлениема глобальной сети Internet этот вид нарушения безопасности представляета наибольшую грозу, т. к. ему в любой момент может подвергнуться любой из 40а миллионов компьютеров, подключенных к этой сети.
3.1. Пути проникновения вирусов в компьютер и
3.2. Признаки появления вирусов
При заражении компьютера вирусом важно его обнаружить. Для этого следует знать об основных признаках проявления вирусов. К ним можно отнести следующие:
Следует отметить, что вышеперечисленные явления необязательно вызываются присутствием вируса, могут быть следствием других причин. Поэтому всегда затруднена правильная диагностика состояния компьютера.
3.3. Как обнаружить вирус? Традиционный подход
Итак, некий вирусописатель создает вирус и запускает его влжизнь. Некоторое время он, возможно, погуляет вволю, но рано или поздно лафа закончится. Кто-то заподозрит что-нибудь неладное. Как правило, вирусы обнаруживают обычные пользователи, которые замечают те или иные аномалии в поведении компьютера. Они, в большинстве случаев, не способны самостоятельно справиться с заразой, но этого от них и не требуется.
Необходимо лишь, чтобы как можно скорее вирус попал в руки специалистов. Профессионалы будут его изучать, выяснять, что он делает, как он делает, когда он делает и пр. В процессе такой работы собирается вся необходимая информация о данном вирусе, в частности, выделяется сигнатура вируса - последовательность байтов, которая вполне определенно его характеризует. Для построения сигнатуры обычно берутся наиболее важные и характерные частки кода вируса. Одновременно становятся ясны механизмы работы вируса, например, в случае загрузочного вируса важно знать, где он прячет свой хвост, где находится оригинальный загрузочный сектор, в случае файлового - способ заражения файла. Полученная информация позволяет выяснить:
3.4. Программы обнаружения и защиты от вирусов
Для обнаружения, даления и защиты от компьютерных вирусов разработано несколько видов специальных программ, которые позволяют обнаруживать и ничтожать вирусы. Такие программы называются антивирусными. Различают следующие виды антивирусных программ:
Программы-детекторы осуществляют поиск характерной для конкретного вируса сигнатуры в оперативной памяти и в файлах и при обнаружении выдают соответствующее сообщение. Недостатком таких антивирусных программ является то, что они могут находить только те вирусы, которые известны разработчикам таких программ.
Программы-доктора или фаги, также программы-вакцины не только находят зараженные вирусами файлы, но и лечат их, т.е. даляют из файла тело программы-вируса, возвращая файлы в исходное состояние. В начале своей работы фаги ищут вирусы в оперативной памяти, ничтожая их, и только затем переходят к лечению файлов. Среди фагов выделяют полифаги, т.е. программы-доктора, предназначенные для поиска и уничтожения большого количества вирусов. Наиболее известные из них: Aidstest, Scan, Norton AntiVirus, Doctor Web.
Учитывая, что постоянно появляются новые вирусы, программы-детекторы и программы-доктора быстро устаревают, и требуется регулярное обновление версий.
Программы-ревизоры относятся к самым надежным средствам защиты от вирусов. Ревизоры запоминают исходное состояние программ, каталогов и системных областей диска тогда, когда компьютер не заражен вирусом, затем периодически или по желанию пользователя сравнивают текущее состояние с исходным. Обнаруженные изменения выводятся на экран монитора. Как правило, сравнение состояний производят сразу после загрузки операционной системы. При сравнении проверяются длина файла, код циклического контроля (контрольная сумма файла), дата и время модификации, другие параметры. Программы-ревизоры имеют достаточно развитые алгоритмы, обнаруживают стелс-вирусы и могут даже очистить изменения версии проверяемой программы от изменений, внесенных вирусом. К числу программ-ревизоров относится широко распространенная в России программа Adinf.
Программы-фильтры или сторожа представляют собой небольшие резидентные программы, предназначенные для обнаружения подозрительных действий при работе компьютера, характерных для вирусов. Такими действиями могут являться:
COM, EXE
При попытке какой-либо программы произвести казанные действия сторож посылает пользователю сообщение и предлагает запретить или разрешить соответствующее действие. Программы-фильтры весьма полезны, так как способны обнаружить вирус на самой ранней стадии его существования до размножения. Однако, они не лечат файлы и диски. Для ничтожения вирусов требуется применить другие программы, например фаги. К недостаткам программ-сторожей можно отнести их назойливость(например, они постоянно выдают предупреждение о любой попытке копирования исполняемого файла), также возможные конфликты с другим программным обеспечением. Примером программы-фильтра является программа Vsafe, входящая в состав пакета тилит MS DOS.
Вакцины или иммунизаторы - это резидентные программы, предотвращающие заражение файлов. Вакцины применяют, если отсутствуют программы-доктора, лечащие этот вирус. Вакцинация возможна только от известных вирусов. Вакцина модифицирует программу или диск таким образом, чтобы это не отражалось на их работе, вирус будет воспринимать их зараженными и поэтому не внедрится. В настоящее время программы-вакцины имеют ограниченное применение.
Своевременное обнаружение зараженных вирусами файлов и дисков, полное ничтожение обнаруженных вирусов на каждом компьютере позволяют избежать распространения вирусной эпидемии на другие компьютеры.
4.1. Алгоритм лсравнение с эталоном
Самый старый алгоритм - это алгоритм, в котором вирус определяется классическим ядром по некоторой маске. Смысл данного алгоритма заключается в использовании статистических методов. Маск должна быть, с одной стороны, маленькой, чтобы объем файла был приемлемых размеров, с другой стороны - настолько большой, чтобы избежать ложных срабатываний (когда лсвой воспринимается как чужой, и наоборот).
Рис. 1. Схемы работы программы,инфицирован-ной незашифрованным виру-сом, и программы, инфици-рованной зашифрованным вирусом
 |
Рис. 2. Схема работы эмулятора про-цессора
4.2. Алгоритм контрольной суммы
лгоритм контрольной суммы предполагает, что действия вируса изменяют контрольную сумму. Однако синхронные изменения в двух разных сегментах могут привести к тому, что контрольная сумма останется неизменной при изменении файла. Основная задача построения алгоритма состоит в том, чтобы изменения в файле гарантированно приводили к изменению контрольной суммы.
4.3. Методы определения полиморфных - вирусов
На рис. 1 показана работ программы, информированной вирусом (а), и программы, информированной зашифрованным вирусом (б). В первом случае схема работы вируса выглядит следующим образом: идет выполнение программы, в какой Цто момент начинает выполнятся код вируса и затем опять идет выполнение программы. В случае с зашифрованной программой все сложнее.
Идет выполнение программы, потом включается дешифратор, который расшифровывает вирус, затем отбрасывает вирус и опять идет исполнение кода основной программы. Код вируса в каждом случае зашифрован по разному. Если в случае нешифрованного вируса эталонное сравнение позволяет лузнать вирус по некоторой постоянной сигнатуре, то в зашифрованном виде сигнатура не видна. При этом искать дешифратор практически невозможно, поскольку он очень маленький и детектировать такой компактный элемент бесполезно, потому что резко величивается количество ложных срабатываний.
В подобном случае прибегают к технологии эмуляции процессора (антивирусная программа эмулирует работу процессора для того, чтобы проанализировать исполняемый код вируса). Если обычно словная цепочка состоит из трех основных элементов: ЦПУ = ОС =. Программа (рис.2), - то при эмуляции процессора в такую цепочку добавляется эмулятор, о котором программа ничего не знает и, словно говоря, считает, что она работает с центральной оперативной системой. Таким образом, эмулятор как бы воспроизводит работу программы в некотором виртуальном пространстве или реконструирует ее оригинальное содержимое. Эмулятор всегда способен прервать выполнение программы, контролирует ее действия, не давая ничего испортить, и вызывает антивирусное сканирующее ядро.
4.4. Эвристический анализ
Для того чтобы размножаться, вирус должен совершать какие - то конкретные действия: копирование в память, запись в сектора, и т. д. Эвристический анализатор (который является частью антивирусного ядра) содержит список таких действий, просматривая выполняемый код программы, определяет, что она делает, исходя из этого приходит к выводу, является ли данная программа вирусом или нет. Принципиальное отличие эвристического анализатора от поведенческого блокиратора состоит в том, что последний не рассматривает программу как набор команд. Блокиратор отслеживает действия программы в процессе ее работы, эвристический анализатор начинает работу до выполнения программы. Первый эвристический анализатор появился в начале 9Цх годов.
5.1. Сводная таблица антивирусных программ
7. Список литературы1. 2. Подгот. текста Ю.Н. Петрова. - Мн.: Литература, 1996. 3. 4. |